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Centro de gravidade e altura metacêntrica (GM)

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Carga e descarga: momentos em relação à quilha

1A lição em palavras simples

Em uma frase

Liste cada peso e sua altura acima da quilha, some pesos e momentos e divida. Assim você obtém KG para qualquer condição de carregamento.

O método

Cada peso w tem seu próprio centro à altura Kg acima da quilha. Seu momento vertical é w × Kg, em t·m. Some todos os pesos para obter Δ e todos os momentos para obter o momento total: KG = Σ(w × Kg) ÷ Σw. Comece pelo navio leve do caderno e acrescente carga, combustível, água, mantimentos, lastro e a constante.

Carga e descarga

Para carregar, acrescente uma linha com o novo peso e seu momento. Para descarregar, lance peso e momento como valores negativos. Os totais dão o novo Δ e o novo KG. G se aproxima do peso que você embarca e se afasta do peso que você desembarca.

Depois, os dados hidrostáticos

O novo Δ resulta num novo calado e, portanto, num novo KM da tabela. GM = novo KM − novo KG. Não suponha que KM permaneça igual: ele pode variar vários centímetros entre calados.

Superfície livre

Acrescente o efeito de superfície livre ao final. Muitos formulários somam ΣFSM ao momento total e depois dividem por Δ: KG fluido = (Σ momentos + ΣFSM) ÷ Δ. É o mesmo que KG + ΣFSM ÷ Δ. Use o FSM de cada tanque parcialmente cheio nessa condição.

Conferindo o cálculo

Um plano de capacidades dá o centro do espaço cheio, que pode não ser o centro da sua carga. Use a distribuição real de estivagem, ou seja, da arrumação da carga, e as tabelas dos tanques no nível real para líquidos. Um porão parcialmente cheio não precisa estar preenchido uniformemente a partir do fundo. Compare seu resultado com uma viagem anterior semelhante e com o computador de carregamento.

2Passo a passo

Exemplo resolvido: a tabela de carregamento

  1. 1

    Navio leve: 4.500 t × 8,13 m = 36.585 t·m. Combustível, água e mantimentos: 950 t × 3,10 m = 2.945 t·m.

    Navio leve conforme a prova de inclinação no caderno.

  2. 2

    Porões inferiores: 6.600 t × 6,52 m = 43.032 t·m; cobertas intermediárias: 2.500 t × 10,40 m = 26.000 t·m; convés: 450 t × 15,40 m = 6.930 t·m.

    Cada carga no seu próprio centro.

  3. 3

    Totais: 15.000 t e 115.492 t·m; KG = 115.492 ÷ 15.000 = 7,70 m.

    Momentos divididos pelos pesos.

  4. 4

    Embarque 500 t de carga no convés a Kg de 11,00 m: 15.500 t e 120.992 t·m; KG = 7,806 m.

    G sobe em direção ao novo peso.

  5. 5

    Com Δ de 15.500 t, os dados hidrostáticos fornecidos dão calado de 8,20 m e KM de 8,38 m. GM sólido = 8,38 − 7,806 = 0,574 m.

    Leia KM novamente no novo calado.

  6. 6

    FSC = 2.231 ÷ 15.500 = 0,144 m. GM fluido = 0,574 − 0,144 = 0,43 m.

    Caiu de 0,55 m: carga no convés custa estabilidade.

3Dados-chave

Momento vertical
w × Kg (t·m)
KG
Σ(w × Kg) ÷ Σw
Descarga
Peso negativo e momento negativo
KG fluido
(Σ momentos + ΣFSM) ÷ Δ

4Pontos-chave

  1. 1

    KG = Σ(w × Kg) ÷ Σw, começando pelo navio leve.

  2. 2

    Pesos desembarcados entram como pesos e momentos negativos.

  3. 3

    Leia KM no novo calado e depois inclua o efeito de superfície livre.

  4. 4

    Use os centros reais das cargas e dos tanques no nível medido.

5Erros frequentes

  • Erro: Ao descarregar, subtraia o peso de Δ, mas mantenha o momento total.

    Correto: Subtraia também seu momento, w × Kg, ou KG sairá errado.

  • Erro: O centro do plano de capacidades serve para qualquer quantidade de carga no porão.

    Correto: O centro do espaço cheio pode não coincidir com o centro da carga. Calcule pela estivagem real.

6Caso prático e dicas de prova

Situação

Partindo de 15.000 t e 115.492 t·m, você desembarca 300 t a Kg de 6,30 m. Um colega diz que o navio mais leve deve agora ter mais GM. Você concorda?

Ver a resposta

Novo Δ = 14.700 t. Novo momento = 115.492 − 300 × 6,30 = 113.602 t·m. KG = 113.602 ÷ 14.700 = 7,728 m. KG sobe porque a carga retirada estava abaixo de G. Menor deslocamento não comprova maior GM. Leia KM no novo calado, recalcule FSC e compare o GM fluido com o limite do caderno na base indicada.

Dicas de prova

  • KG = Σ(w × Kg) ÷ Σw; descargas entram como valores negativos.
  • Novo calado → novo KM dos dados hidrostáticos → GM = KM − KG.
  • KG fluido = (Σ momentos + ΣFSM) ÷ Δ.

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